DD257483A1 - Verfahren zum zuenden von spreng- und treibladungen von feststoffantrieben fuer elektrische schaltgeraete - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zuenden von Spreng- und Treibladungen von Feststoffantrieben fuer elektrische Schaltgeraete, insbesondere Kurzschliesser. Durch die Erfindung soll mittels einer geringen Hilfsenergie eine wesentlich groessere Energie zum Zuenden des Zuendmittels gesteuert werden, ohne dass dabei eine nennenswerte Zeitverzoegerung auftritt, wobei bei raeumlich getrennter Anordnung von Ausloese- und Zuendstromkreis eine hohe Zuverlaessigkeit und Sicherheit gewaehrleistet wird. Die Erfindung sieht daher vor, dass durch eine Primaerdatenerfassung fuer den Schaltgeraeteschutz die fuer die Betriebssicherheit des elektrischen Schaltgeraetes charakteristischen Groessen erfasst und einem in der Schaltwarte vorgesehenen Vergleichs-, Auswerte- und Ausloesemodul zugefuehrt werden. Nach dem Ueberschreiten von Grenzwerten wird ein elektrisches Signal einem elektro-optischen Wandler zugefuehrt, von dem ein optisches Signal ueber einen Lichtwellenleiter dem aus der Kondensatorbatterie und aus einem Fotothyristor bestehenden Zuendkreis zugefuehrt wird.

Description

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Zünden von Spreng- und Treibladungen von Feststoffantrieben für elektrische Schaltgeräte, insbesondere Kurzschließer, zu schaffen, bei denen die Zündung in Abhängigkeit vom Ansteuern eines Halbleiterbauelementes durch das Freiwerden der in einer Kondensatorbatterie gespeicherten Energie auf der Basis von elektronischen Bauelementen, wobei der Auslösestromkreis vom Zündstromkreis galvanisch zu trennenjst, erfolgen soll. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß durch eine Primärdatenerfassung für den Schaltanlagenschutz, so durch Sensoren für Druck, Temperatur und Licht sowie durch einen Stromwandler die für die Betriebssicherheit des elektrischen Schaltgerätes charakteristischen Größen erfaßt und einem in der Schaltwarte vorgesehenen Vergleichs-, Auswerte- und Auslösemodul zugeführt werden, und daß nach dem Überschreiten vorgegebener zulässiger Grenzwerte das daraus resultierende Signal zum Zünden der Spreng- und Treibladung des Feststoffantriebes einem elektro-optischen Wandler zugeführt wird, von dem das in ein optisches Signal gewandelte elektrische Signaal über einen Lichtwellenleiter dem aus der Kondensatorbatterie und dem Halbleiterbauelement bestehenden Zündstromkreis zugeführt wird. Als Halbleiterbauelement, das durch das optische Signal angesteuert wird, wird dabei vorteilhaft ein Fotothyristor oder ein Fototransistor verwendet. Durch dieses Verfahren wird auf der Grundlage elektronischer Bauelemente, besonders auch unter den Bedingungen der Fernbetätigung, nicht nur die Zuverlässigkeit beim Zünden von Spreng- und Treibladungen von Feststoffantrieben für elektrische Schaltgeräte erhöht, sondern die Zündung erfolgt beim Überschreiten von zulässigen Grenzwerten im wesentlichen ohne Zeitverzögerung. Gleichzeitig wird aber auch die Hilfsenergie, also die Auslöseenergie minimiert und trotzdem der Zündstromkreis mit einer relativ großen Zündenergie beaufschlagt.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: eine prinzipielle Schaltungsanordnung zur Auslösung eines Feststoffantriebes von elektrischen Schaltgeräten, Fig. 2: eine gasisolierte Schaltanlage mit den elektronischen Bauelementen zur Auslösung des Feststoffantriebes eines in der gasisolierten Schaltanlage vorgesehenen Kurzschließers.

Wie die Fig. 1 zeigt, ist unmittelbar am elektrischen Schaltgerät 1 die Primärdatenerfassung 2 für den Schaltgeräteschutz vorgesehen, durch die ständig durch hier nicht weiter dargestellte Sensoren die für die Betriebssicherheit der elektrischen Schaltanlage charakteristischen Größen, wie Strom, Spannung, Druck, Temperatur u. a. erfaßt werden. Diese Meßdaten werden als elektrische Signale einem in der Schaltwarte der elektrischen Schaltanlage befindlichen Vergleichs-, Auswerte- und Auslösemodul 3 zugeführt, in dem ein Soll-Ist-Vergleich vorgenommen wird. Werden vorgegebenen zulässige Grenzwerte überschritte, so erfolgt die Abgabe eines Signals zum Zünden der Spreng- und Treibladung des Festoffantriebes 4 an den ebenfalls in der Schaltwarte vorgesehenen elektro-optischen Wandler 5, also an den Auslösestromkreis. In diesem erfolgt eine Umwandlung des elektrischen Signals in ein optisches Signal, das über den Lichtwellenleiter 6 zum Zündstromkreis 7 übertragen wird, der aus der Kondensatorbatterie 8 und einem Halbleiterbauelement 9 in Form eines Fotothyristors besteht. Durch das optische Signal wird der Fotothyristor angesteuert, wodurch die in der Kondensatorbatterie 8 gespeicherte Energie freigesetzt und darauf der Feststoffantrieb 4 des elektrischen Schaltgerätes 1 durch Zünden der Spreng- und Treibladung gezündet wird. In der Fig. 2 ist die Anwendung der Schaltungsanordnung zur Auslösung eines Feststoffantriebes 4 für einen Kurzschließer dargestellt, der einer gasisolierten Schaltanlage 10 zugeordnet ist. Dabei wird durch Sensoren 11; 12; 13 für Druck, Temperatur und Licht sowie durch den Stromwandler 14 der Fehler, insbesondere das Auftreten eines Lichtbogens, erkannt und die daraus resultierenden Meßdaten werden dem Vergleichs-, Auswerte- und Auslösemodul 3 zugeführt. Werden hier bei einem Soll-Ist-Vergleich die zulässigen Grenzwerte überschritten, so wird die entscheidung für die Auslösung des Feststoffantriebes 4 für den Kurzschließer getroffen. Das entsprechende elektrische Signal wird in dem elektrooptischen Wandler 5 in ein optisches Signal gewandelt und über den Lichtwellenleiter 6 dem Halbleiterbauelement 9 zugeführt. Durch die Lichtwirkung wird die Basis des Fotothyristors, der als Halbleiterbauelement 9 zur Anwendung kommt, aufgesteuert, wodurch sich die elektrische Energie der Kondensatorbatterie 8 über das elektrische Zündmittel 15 des Feststoffantriebes 4 entladen kann, so daß die Spreng- und Treibladung des Feststoffantriebes 4 gezündet wird. '

Claims (2)

1. Verfahren zum Zünden von Spreng- und Treibladungen von Feststoffantrieben für elektrische Schaitgeräte, insbesondere Kurzschließer, bei denen die Zündung in Abhängigkeit vom Ansteuern eines Halbleiterbauelementes durch das Freiwerden der in einer Kondensatorbatterie gespeicherten Energie erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine Primärdatenerfassung (2) für den Schaltgeräteschutz, so durch Sensoren (11; 12; 13) für Druck, Temperatur und Licht sowie durch einen Stromwandler (14) die für die Betriebssicherheit des elektrischen Schaltgerätes charakteristischen Größen erfaßt und einem in der Schaltwarte vorgesehenen Vergleichs-, Auswerte- und Auslösemodul (3) zugeführt werden und daß nach dem Überschreiten vorgegebener zulässiger Grenzwerte das daraus resultierende Signal zum Zünden der Spreng- und Treibladung des Feststoffantriebes (4) einem elektro-optischen Wandler (5) zugeführt wird, von dem das in ein optisches Signal gewandelte elektrische Signal über einen Lichtwellenleiter (6) dem aus der Kondensatorbatterie (8) und dem Halbleiterbauelement (9) bestehenden Zündkreis zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Halbleiterbauelement (9), das durch das optische Signal angesteuert wird, ein Fotothyristor oder ein Fototransistor verwendet wird.

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zünden von Spreng- und Treibladungen von Feststoffantrieben für elektrische Schaltgeräte, insbesondere Kurzschließer, bei denen die Zündung in Abhängigkeit vom Ansteuern eines Halbleiterbauelementes durch das Freiwerden der in einer Kondensatorbatterie gespeicherten Energie erfolgt.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Wie beispielsweise aus den DD-PS 211201, H 01 H, 39/00, 240288, H 02 B, 1/16 und 240281, H 01 H, 3/54 hervorgeht, kommen bei elektrischen Schaltgeräten, so auch bei Kurzschließern, Feststoffantriebe zur Anwendung, indem ein meist pulverförmiger Explosivstoff dosiert in kartuschenähnlichen Energieträgern gespeichert und beim Auftreten von Störlichtbögen freigesetzt wird, so daß die chemisch gebundene potentielle Energie einer Ladung eines Energieträgers trägheitsarm beim Schaltvorgang in kinetische Energie umgewandelt wird. Dabei sind zum Zünden des meist pulverförmigen Explosivstoffes die verschiedensten Verfahren und Einrichtungen bekannt. Im allgemeinen kommen bei den bekannten Verfahren und Einrichtungen Kondensatoren bzw. Kondensatorbatterien zur Anwendung, die von externen Spannungsquellen oder von elektromechanischen Einrichtungen, wie zum Beispiel Kurbelinduktoren, aufgeladen werden und bei denen, wie aus der DD-PS 65363, F 42 C, 17/00 hervorgeht, mittels mechanischer Schalter oder Schaltelemente und deren manuelle Betätigung ein Stromkreis mit dem elektrischen Zündmittel so in Verbindung gebracht wird, daß der Kondensator bzw. die Kondensatorbatterie über das Zündmittel entladen wird und durch die thermische Wirkung des elektrischen Stromes bei Verwendung eines Brückenzünders oder bei Verwendung eines Kondensatorzünders durch die Funkenwirkung, die beim elektrischen Durchschlag entsteht, die Ladungen des Zündmittels gezündet werden und je nach Zünderart ein Stromimpuls oder eine Wärmewirkung entsteht. Gemäß der DD-PS 31015, F 42 C, 17/00 sind auch elektronische Zündgeräte bekannt, bei denen die Zündenergie aus internen Akkumulatorelementen entnommen und mittels Gleichspannungsvervielfacher und Kondensatoren die tatsächlich notwendige Zündenergie im Moment einer Tasterbetätigung unter Betätigung eines nachgeordneten elektronischen Schalters erzeugt wird. Auf dem Gebiet der Sprengtechnik sind auch Zündschalter bekannt, mit denen der Stromkreis zwischen einer externen Spannungsquelle und dem Zündmittel hergestellt wird, wodurch das Zündmittel gezündet wird. An diese Zündschalter wird die Forderung an eine Sicherung gegen unbeabsichtigte Betätigung gestellt, was z. B. bei mechanischen Schaltern durch mechanische Sicherungen und Verriegelungen und bei elektromagnetischen Schaltern durch elektrische Verriegelungsschaltungen erreicht wird.

Unabhängig davon, wie nun die Verfahren und Einrichtungen zum Zünden von Spreng- und Treibladungen arbeiten bzw. ausgebildet sind, haftet ihnen der Nachteil an, daß sie nicht geeignet sind, fernbetätigt zu werden, so daß die gesamte zum Teil beträchtliche Zündenergie über eine elektrisch leitende Verbindung zum Zündmittel übertragen werden muß. Damit treten einerseits Energieverluste auf, die kompensiert werden müssen und andererseits ist unter den spezifischen Einsatzbedingungen im Elektroenergiesystem eine elektromagnetische Beeinflussung der Übertragungsleitung durch Fremdfehler gegeben. Bei der Verwendung elektromechanischer Schaltelemente zur galvanischen Trennung des Auslösestromkreises vom Zündstromkreis ist schließlich der Nachteil erheblicher Zeitverzögerungen zu verzeichnen. Außerdem verringert sich durch die Kontaktalterung die Zuverlässigkeit des Zündgerätes.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, mittels einer geringen Hilfsenergie eine wesentlich größere Energie zum Zünden des Zündmittels zu steuern, ohne daß dabei eine nennenswerte Zeitverzögerung auftritt, wobei bei räumlich getrennter Anordnung von Auslöse- und Zündstromkreis eine hohe Zuverlässigkeit und Sicherheit zu gewährleisten ist.